Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы правильно выбрать исходные вещества, соответствующие сокращённому ионному уравнению $\text{Al}^{3+} + 3\text{OH}^{-} = \text{Al(OH)}_{3}$, необходимо проанализировать каждое вещество из списка с точки зрения его растворимости и способности диссоциировать на ионы.

Шаг 1. Анализ левой части уравнения.
В левой части уравнения мы видим свободные ионы: катион алюминия $\text{Al}^{3+}$ и гидроксид-анион $\text{OH}^{-}$. Это означает, что оба исходных вещества должны быть растворимыми сильными электролитами. Нерастворимые вещества или оксиды не распадаются на ионы в водном растворе и записываются в молекулярном виде.

Шаг 2. Выбор источника ионов $\text{Al}^{3+}$.
Рассмотрим предложенные вещества, содержащие алюминий:
1) $\text{Al}_{2}(\text{SO}_{4})_{3}$ (сульфат алюминия) — согласно таблице растворимости, это растворимая соль. В растворе она полностью диссоциирует на ионы: $\text{Al}_{2}(\text{SO}_{4})_{3} \rightarrow 2\text{Al}^{3+} + 3\text{SO}_{4}^{2-}$. Это вещество нам подходит.
2) $\text{AlPO}_{4}$ (фосфат алюминия) — нерастворимая соль. В ионном уравнении она записывается целиком, не давая свободных ионов $\text{Al}^{3+}$. Не подходит.
4) $\text{Al}_{2}\text{O}_{3}$ (оксид алюминия) — оксид, не растворяется в воде и не диссоциирует на ионы. Не подходит.

Шаг 3. Выбор источника ионов $\text{OH}^{-}$.
Источником гидроксид-ионов должна быть растворимая щелочь. Рассмотрим варианты:
3) $\text{Ba(OH)}_{2}$ (гидроксид бария) — растворимое основание (щелочь). Однако при взаимодействии с сульфатом алюминия (из шага 2) ионы бария $\text{Ba}^{2+}$ встретятся с сульфат-ионами $\text{SO}_{4}^{2-}$, что приведет к выпадению второго осадка — $\text{BaSO}_{4}$. В этом случае сокращенное уравнение будет выглядеть иначе. Поэтому этот вариант менее предпочтителен, если есть более простой путь.
5) $\text{LiOH}$ (гидроксид лития) — растворимое основание (щелочь). Диссоциирует на $\text{Li}^{+}$ и $\text{OH}^{-}$. При реакции с сульфатом алюминия образуется растворимый сульфат лития, который не участвует в сокращенном уравнении. Это вещество нам подходит.
6) $\text{Cu(OH)}_{2}$ (гидроксид меди(II)) — нерастворимое основание. Не дает ионов $\text{OH}^{-}$ в раствор. Не подходит.

Шаг 4. Проверка выбранной пары.
Запишем молекулярное уравнение реакции между сульфатом алюминия и гидроксидом лития:
$\text{Al}_{2}(\text{SO}_{4})_{3} + 6\text{LiOH} = 2\text{Al(OH)}_{3}\downarrow + 3\text{Li}_{2}\text{SO}_{4}$
Полное ионное уравнение:
$2\text{Al}^{3+} + 3\text{SO}_{4}^{2-} + 6\text{Li}^{+} + 6\text{OH}^{-} = 2\text{Al(OH)}_{3}\downarrow + 6\text{Li}^{+} + 3\text{SO}_{4}^{2-}$
Сокращаем одинаковые ионы ($\text{Li}^{+}$ и $\text{SO}_{4}^{2-}$) и делим коэффициенты на 2:
$\text{Al}^{3+} + 3\text{OH}^{-} = \text{Al(OH)}_{3}$
Уравнение полностью совпадает с заданным.

Таким образом, верными ответами являются вещества под номерами 1 и 5.

Ответ: 15